ES2923926T3 - Sistema de seguimiento de paneles solares - Google Patents
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Abstract
La presente solicitud describe un sistema de seguimiento (1) para realizar un control de movimiento de un panel solar (2). Para efectos de esta solicitud, se describe una solución de seguimiento solar de un solo eje, que permite el accionamiento individual de un panel solar (2) y su respectivo eje de giro. El sistema de seguimiento (1) ahora desarrollado es para ser aplicado en un panel solar individual (2), y comprende una unidad de control local, un motor eléctrico (10), un mecanismo actuador de seguimiento (5), una unidad de bloqueo y un soporte de seguimiento mecanismo (3,4,6, 7,8,9). El enfoque que ahora se describe es útil para las instalaciones de plantas de energía solar donde el seguimiento de paneles individuales es una ventaja debido a las condiciones del sitio, como terrenos irregulares o ubicaciones inestables, como sitios acuáticos o ubicaciones con pendientes variables. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de seguimiento de paneles solares
Campo técnico de la invención
La presente solicitud divulga un sistema de seguimiento de paneles solares.
Antecedentes de la invención
El documento US2010/0180883(A1) describe un sistema de seguimiento doble instalado en una estructura de soporte (sub-marco de soporte). El sistema tiene la capacidad de accionar el movimiento de al menos un panel solar mediante al menos dos actuadores lineales.
El documento EP2708831(A1) describe un sistema de seguimiento de dos ejes con capacidad para ajustar el ángulo acimutal en el tiempo simulando el movimiento del sol a lo largo de las 24 horas del día. También ajusta el ángulo vertical en función de la estación del año. El sistema de seguimiento que se presenta está compuesto por tres vástagos separados. Uno de los vástagos es fijo y sirve de soporte a los paneles, mientras que los otros dos son cilindros móviles que sirven para ajustar la posición de los paneles.
El modelo de utilidad CN2048886824(U) presenta, como sistema de solución de seguimiento, una plataforma giratoria con paneles solares en donde la rotación se consigue mediante el uso de dos motores separados, un grupo de engranajes, un pivote de soporte y un perno de bloqueo. El primer motor ajusta la posición del panel según la posición del sol y el segundo motor detiene el movimiento del sistema. Los documentos EP2275754 A2 y US2009/165841 A1 también divulgan sistemas de seguimiento de paneles solares que comprenden, cada uno, una unidad de control local configurada para establecer una red de comunicación con una unidad de control central remota, y un mecanismo actuador de seguimiento. Breve descripción de la invención
La presente solicitud describe un sistema de seguimiento de paneles solares que comprende:
- Una unidad de control local, configurada para establecer una red de comunicación con una unidad de control central remota;
- Una unidad de bloqueo que comprende un mecanismo de tuerca compuesto por dos soportes de media tuerca unidos a una tapa de bloqueo de tuerca;
- Un mecanismo actuador de seguimiento que comprende un motor eléctrico y un eje roscado, estando el motor eléctrico conectado al eje roscado que a su vez está conectado al mecanismo de tuerca de la unidad de bloqueo que bloquea el movimiento del eje roscado;
- Un mecanismo de soporte de seguimiento que comprende una estructura de soporte, en donde un panel solar se fija por medio de una estructura de panel que está conectada al mecanismo actuador de seguimiento, y dos conjuntos de bisagra para proporcionar la conexión de la estructura de soporte a una plataforma base, donde la estructura del panel comprende dos vigas horizontales para fijar el mecanismo actuador de seguimiento mediante dos medias abrazaderas inferiores y dos medias abrazaderas superiores y donde la estructura de soporte comprende dos vigas verticales para fijar la estructura del panel, dichas vigas verticales se conectan a los dos conjuntos de bisagra;
en donde,
- el mecanismo de accionamiento de seguimiento comprende además
un rodamiento de soporte del motor y una junta de medio rodamiento; un pasador de bloqueo y un rodamiento de brida; el motor eléctrico, estando conectado al rodamiento de soporte del motor que está montado con la junta de medio rodamiento, y también conectado al eje roscado, por medio de la junta de medio rodamiento, promoviendo la rotación del eje roscado por medio del pasador de bloqueo y el rodamiento de brida que son responsables de la reducción de la fricción entre estos elementos, y el posicionamiento de la estructura del panel de acuerdo con un mensaje de activación enviado por la unidad de control central remota a la unidad de control local, en el que la media junta de rodamiento se conecta a la estructura del panel, en donde las dos medias abrazaderas inferiores y las dos medias abrazaderas superiores son responsables de promover el eje de rotación del mecanismo de accionamiento de seguimiento donde la media junta de rodamiento se conecta a la estructura del panel;
- la tuerca de bloqueo está adaptada para fijar la unidad a la plataforma base; y
- cada uno de los dos conjuntos de bisagra tiene un soporte de bisagra diferente, un conjunto de bisagra comprende una bisagra con orificio redondo y un conjunto de bisagra comprende una bisagra con orificio ranurado,
la bisagra con el agujero redondo que comprende una parte de bisagra y dos medias abrazaderas para la fijación de una viga vertical de la estructura de soporte, un soporte de bisagra con agujero redondo y dos conectores de media bisagra para la conexión a la plataforma base a través del soporte de bisagra, la bisagra con el agujero ranurado que comprende una parte de bisagra y dos medias abrazaderas para la fijación de la otra viga vertical de la estructura de soporte, un soporte de bisagra con agujero ranurado y dos conectores de media bisagra para la conexión a la plataforma base a través del soporte de bisagra,
en donde el soporte de la bisagra con el orificio ranurado compensa los movimientos de la estructura sin comprometer la integridad estructural del panel.
En otra realización del sistema, la unidad de control local comprende:
- Un módulo de comunicación;
- Una unidad procesadora, configurada para accionar el mecanismo actuador de seguimiento al recibir y procesar un mensaje de activación enviado por la unidad de control central remota.
Sin embargo, en otra realización del sistema, cada conjunto de bisagra comprende adicionalmente al menos dos interruptores instalados en cada media abrazadera para definir los límites de movimiento del mecanismo actuador de seguimiento que actúan como interruptores de fin de carrera para los límites de movimiento del panel.
Además, en otra realización del sistema, las dos medias bisagras están fijadas a una plataforma base.
Descripción general
La presente solicitud describe un sistema de seguimiento para realizar un control de movimiento de un panel solar. El enfoque que ahora se describe es útil para instalaciones de plantas de energía solar donde el seguimiento individual de los paneles es una ventaja debido a las condiciones del sitio, tales como terrenos irregulares o lugares inestables como en los sitios acuáticos o lugares con pendientes variables. De hecho, es posible realizar el seguimiento de la elevación solar con un solo panel solar, lo que resulta especialmente interesante cuando la ubicación de la planta de energía solar no permite la instalación de soluciones de seguimiento convencionales, donde se debe respetar una posición de alineación perfecta entre los paneles adyacentes.
Con esta solución, y teniendo en cuenta el escenario de instalación de la planta solar mencionado anteriormente, cada panel solar se mueve independientemente del siguiente, lo que permite la implementación de una instalación de planta solar en zonas remotas con importantes pendientes del terreno o en lugares acuáticos donde hay un movimiento relativo constante entre los paneles debido a la ondulación. Para el propósito de esta aplicación, se describe una solución de seguimiento solar de un solo eje, que permite una actuación individual de un panel solar y su respectivo eje de rotación. El sistema de seguimiento ahora desarrollado es para su aplicación en un panel solar individual, y comprende una unidad de control local, un mecanismo actuador de seguimiento, una unidad de bloqueo, un mecanismo de soporte de seguimiento.
El movimiento de la estructura del panel solar es controlado por una unidad de control central, que es externa al sistema de seguimiento del panel solar. Dicha unidad de control central, de acuerdo con la dirección de radiación registrada en una determinada zona, ordena al sistema de seguimiento del respectivo panel solar que ajuste su posición. En concreto, el mensaje de activación emitido por la unidad de control central es recibido por la unidad de control local del sistema de seguimiento, que accionará el mecanismo actuador de seguimiento para mover la estructura del panel solar en consecuencia.
La unidad de control local del sistema de seguimiento está compuesta por un módulo de comunicación, adaptado para establecer comunicaciones de enlace alámbrico/inalámbrico con la unidad de control central. También comprende una unidad procesadora, configurada para convertir el mensaje de activación recibido por la unidad de control central en un procedimiento de activación para el mecanismo actuador de seguimiento.
El mecanismo actuador de seguimiento está compuesto por un motor eléctrico, por ejemplo un motor de dos vías, que está conectado a un eje roscado mediante una junta de medio rodamiento, promoviendo el posicionamiento del panel solar en un rango infinito de grados entre 0 y 60°. El motor de dos vías permite activar el movimiento del panel solar hacia arriba y hacia abajo entre 0 y 60°.
La unidad de bloqueo garantiza el correcto posicionamiento del panel solar. Dicha unidad comprende un mecanismo de tuerca que detiene el movimiento del eje roscado. La tuerca une los dos soportes de media tuerca que se unen a la tapa de bloqueo de tuerca que fija este subconjunto a la plataforma.
El mecanismo de soporte de seguimiento comprende una estructura de soporte, una estructura de panel y dos conjuntos
de bisagra. La estructura de soporte y la estructura del panel están compuestas por un conjunto de vigas conectadas rígidamente, que son responsables de la fijación del panel solar y de la estabilidad estructural de la solución. Por lo tanto, la integridad del panel no se ve afectada por los movimientos sufridos por el soporte del panel y/o el soporte y la estructura resultantes de, aunque no exclusivamente, el movimiento debido al mecanismo de seguimiento o cualquier evento externo a la solución como el viento o la ondulación.
La estructura del panel está compuesta por dos vigas estructurales horizontales, que se conectan al mecanismo de seguimiento mediante un conjunto de dos medias abrazaderas inferiores y dos medias abrazaderas superiores. Éstas se encargan de impulsar el eje de rotación del mecanismo de seguimiento donde la junta de medio rodamiento se conecta a la estructura del panel. La estructura del panel también se fija rígidamente a dos vigas verticales estructurales de la estructura de soporte, que luego se conectan a dos piezas de bisagra que forman parte de dos conjuntos de bisagra, uno en cada extremo.
Cada conjunto de bisagra se compone de una parte de bisagra y dos medias abrazaderas, para la fijación de la viga vertical de la estructura de soporte, dos medias bisagras de conexión a una plataforma de base a través de un soporte de bisagra. Los soportes de las bisagras están formados por un orificio redondo o un orificio ranurado. De acuerdo con la invención, un soporte de bisagra tiene un agujero (soporte de bisagra con el agujero redondo), y el otro tiene un agujero ranurado (soporte de bisagra con agujero ranurado). Ambas bisagras se encargan de conectar los componentes de cada lado, sin embargo, la bisagra con el orificio ranurado permite que el sistema tenga una separación. Esto compensará cualquier desalineación durante la instalación y permitirá que todo el sistema tenga un rango de movimiento finito cuando esté en servicio. Esto permitirá que el sistema se ajuste a cualquier solicitud estructural interna resultante, por ejemplo, del movimiento del sistema o de cualquier solicitud externa, como los fuertes vientos.
En cada media abrazadera se instalan al menos dos interruptores que actúan como interruptores de fin de carrera para los límites de movimiento del panel (0° y 60°). Cuando el sistema está en movimiento y alcanza una de las dos posiciones extremas, 0° o 60°, se pulsan estos interruptores y el sistema se detiene.
En las plantas de energía solar, este sistema se replica en cada panel solar individual. Los paneles pueden instalarse en una configuración no uniforme que optimiza el área de instalación disponible.
Breve descripción de los dibujos
Para facilitar la comprensión de la presente solicitud, se adjuntan en el anexo figuras que representan las formas de realización preferidas que, sin embargo, no pretenden limitar la técnica aquí divulgada.
Figura 1: Representación esquemática del sistema de seguimiento de un eje aplicado a un panel solar apoyado en una estructura/plataforma, donde los números de referencia representan:
1 - Sistema de seguimiento de paneles solares;
2 - Panel solar;
3 - Estructura de soporte;
4 - Estructura del panel;
5 - Mecanismo del actuador de seguimiento;
6 - Media abrazadera inferior;
7 - Media abrazadera superior;
8 - Conjunto de bisagra con un soporte de bisagra con agujero redondo;
9 - Conjunto de bisagra con soporte de bisagra con orificio ranurado;
25 - plataforma.
Figura 2: Representación esquemática del funcionamiento del sistema de seguimiento, donde los números de referencia representan:
2 - Panel solar;
5 - Mecanismo del actuador de seguimiento;
8 - Conjunto de bisagra con un soporte de bisagra con agujero redondo;
9 - Conjunto de bisagra con un soporte de bisagra con orificio ranurado.
Figura 3: Representación esquemática del mecanismo del actuador de seguimiento, en un corte seccional que muestra los componentes individuales, donde los números de referencia representan:
5 - Mecanismo del actuador de seguimiento;
10 - Motor eléctrico;
11 - Eje roscado;
12 - Tuerca;
13 - Rodamiento de soporte del motor;
14 - Junta de medio rodamiento;
15 - Pasador de bloqueo;
16 - Rodamiento de brida;
17 - Soporte de media tuerca;
18 - Tapa de bloqueo de la tuerca.
Figura 4: Representación esquemática de la bisagra con agujero redondo y de la bisagra con agujero ranurado, donde los números de referencia representan:
8 - Conjunto de bisagra con un soporte de bisagra con agujero redondo;
9 - Conjunto de bisagra con soporte de bisagra con orificio ranurado;
19 - Pieza de la bisagra;
20 - Media abrazadera;
21 - Soporte de bisagra con agujero redondo;
22 - Conector de media bisagra;
23 - Soporte de bisagra con orificio ranurado;
24 - Interruptor.
Descripción de las realizaciones
Para facilitar la comprensión de la presente solicitud, se adjuntan en el anexo figuras que representan las formas de realización preferidas que, sin embargo, no pretenden limitar la técnica aquí divulgada.
La presente solicitud divulga un sistema de seguimiento de un eje (1) aplicado a un panel solar (2) soportado en una estructura/plataforma. Este sistema de seguimiento incluye: Una estructura de soporte (3) donde se fija el panel solar (2) mediante la estructura del panel (4). La estructura del panel (4) está conectada al mecanismo actuador de seguimiento (5) mediante cuatro medias abrazaderas: dos medias abrazaderas inferiores (6) y dos medias abrazaderas superiores (7). La estructura de soporte (3) está conectada a la plataforma (25) por medio de dos conjuntos de bisagras, donde cada conjunto tiene un soporte de bisagra diferente: uno con un agujero redondo (8) y otro con un agujero ranurado (9).
El mecanismo actuador de seguimiento (5) es el responsable del movimiento del panel solar (2) hacia arriba y hacia abajo cuando hay una orden de actuación al motor (10) emitida por la unidad de control central. El motor eléctrico (10) está conectado a un eje roscado (11) que a su vez está ensamblado a una tuerca (12) que garantiza la posición y fijación del sistema cuando no hay orden de actuación.
Para este mecanismo, el motor eléctrico (10) está conectado a un rodamiento de soporte del motor (13), que al ser ensamblado con la junta de medio rodamiento (14) resulta en un eje de rotación. La rotación del eje roscado (11) es promovida por el pasador de bloqueo (15) y el rodamiento de brida (16) que son responsables de la reducción de la fricción entre estos elementos.
La tuerca (12) se une a las dos medias tuercas de soporte (17) y a la tapa de bloqueo de la tuerca (18) permitiendo que este mecanismo se fije a cualquier plataforma.
La bisagra con agujero redondo (8) está constituida por la pieza de bisagra (19), las dos medias abrazaderas (20), el soporte de bisagra con agujero redondo (21) y los dos conectores de media bisagra (22).
La bisagra con el orificio ranurado (9) está constituida por la parte de la bisagra (19), las dos medias abrazaderas (20), el soporte de la bisagra con el orificio ranurado (23) y dos el conector de la media bisagra (22).
Ambas bisagras están unidas a la estructura de soporte (3) por la parte de la bisagra (19) y el soporte de la bisagra con el orificio ranurado (23) que es responsable de compensar los movimientos de la estructura sin comprometer la integridad estructural del panel (2).
En las medias abrazaderas (20) hay al menos dos interruptores (24) que actúan como límites de fin de carrera cuando el sistema está en servicio. La rotación de la parte de la bisagra (19) empujará el interruptor si alcanza la posición máxima inferior (0°) o la posición máxima superior (60°) provocando la parada del motor (10).
La presente invención se aplica a plantas de energía solar, preferentemente en entornos acuáticos donde el movimiento del agua y el viento provocan cargas en la estructura. La aplicación de este sistema de seguimiento individual en cada panel solar permite el movimiento independiente de la plataforma y de los paneles solares adyacentes.
La presente forma de realización no está, por supuesto, restringida a las formas de realización aquí descritas y una persona con conocimientos ordinarios en la materia será capaz de proporcionar muchas posibilidades de modificación de las mismas sin apartarse de la idea general de la invención definida en las reivindicaciones.
Las realizaciones descritas anteriormente son obviamente combinables entre sí. Las siguientes reivindicaciones definen otras realizaciones preferidas.
Claims (4)
1. - Sistema de seguimiento de paneles solares (1) que comprende:
- Una unidad de control local, configurada para establecer una red de comunicación con una unidad de control central remota;
- Una unidad de bloqueo que comprende un mecanismo de tuerca (12) formado por dos soportes de media tuerca (17) unidos a una tapa de bloqueo de tuerca (18);
- Un mecanismo actuador de seguimiento (5) que comprende un motor eléctrico (10) y un eje roscado (11), estando el motor eléctrico conectado al eje roscado (11) que a su vez está conectado al mecanismo de tuerca (12) de la unidad de bloqueo que bloquea el movimiento del eje roscado;
- Un mecanismo de soporte de seguimiento que comprende una estructura de soporte (3) donde se fija un panel solar (2) mediante una estructura de panel (4) que está conectada al mecanismo actuador de seguimiento (5), y dos conjuntos de bisagra (8, 9) para proporcionar la conexión de la estructura de soporte (3) a una plataforma base (25), donde la estructura del panel (4) comprende dos vigas horizontales para fijar el mecanismo de accionamiento de seguimiento (5) mediante dos medias abrazaderas inferiores (6) y dos medias abrazaderas superiores (7) y donde la estructura de soporte (3) comprende dos vigas verticales para fijar la estructura del panel (4), dichas vigas verticales se conectan a los dos conjuntos de bisagra (8, 9);
en donde,
- el mecanismo de accionamiento de seguimiento (5) comprende además un rodamiento de soporte del motor (13) y una junta de medio rodamiento (14)
un pasador de bloqueo (15) y un rodamiento de brida (16);
el motor eléctrico (10), estando conectado al rodamiento de soporte del motor (13) que está ensamblado con la media junta de rodamiento (14), y también conectado al eje roscado (11) por medio de la media junta de rodamiento (14), promoviendo la rotación del eje roscado (11) por medio del pasador de bloqueo (15) y el rodamiento de brida (16) que son responsables de la reducción de la fricción entre estos elementos, y posicionar la estructura del panel (4) de acuerdo con un mensaje de activación enviado por la unidad de control central remota a la unidad de control local, donde la media junta de rodamiento (14) se conecta a la estructura del panel (4), donde las dos medias abrazaderas inferiores y las dos medias abrazaderas superiores se encargan de promover el eje de rotación del mecanismo de accionamiento de seguimiento donde la media junta de rodamiento se conecta a la estructura del panel;
- la tapa de bloqueo de tuerca (18) está adaptada para fijar la unidad a la plataforma base (25); y
- cada uno de los dos conjuntos de bisagra (8, 9) tiene un soporte de bisagra diferente, un conjunto de bisagra comprende una bisagra con agujero redondo (8) y un conjunto de bisagra comprende una bisagra con agujero ranurado (9)
la bisagra con orificio redondo (8) comprende una pieza de bisagra (19) y dos medias abrazaderas (20) para la fijación de una viga vertical de la estructura de soporte (3), un soporte de bisagra con orificio redondo (21) y dos medias abrazaderas (22) para la conexión a la plataforma base (25) a través del soporte de bisagra,
la bisagra con el orificio ranurado (9) que comprende una parte de bisagra (19) y dos medias abrazaderas (20) para la fijación de la otra viga vertical de la estructura de soporte (3), un soporte de bisagra con orificio ranurado (23) y dos medios conectores de bisagra (22) para la conexión a la plataforma base (25) a través del soporte de bisagra,
donde el soporte de bisagra con agujero ranurado (23) compensa los movimientos de la estructura sin comprometer la integridad estructural del panel (2).
2. - Sistema de seguimiento de paneles solares (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la unidad de control local comprende:
- Un módulo de comunicación;
- Una unidad procesadora, configurada para accionar el mecanismo actuador de seguimiento (5) al recibir y procesar el mensaje de activación enviado por la unidad de control central remota.
3. - Sistema de seguimiento de paneles solares (1) de acuerdo con la reivindicación 1, donde cada conjunto de bisagras (8, 9) comprende adicionalmente al menos dos interruptores (24) instalados en cada media abrazadera (20) para definir los límites de movimiento del mecanismo actuador de seguimiento (5) actuando como interruptores de fin de carrera para los límites de movimiento del panel.
4. - Sistema de seguimiento de paneles solares (1) de acuerdo con la reivindicación 1, donde los dos conectores de media bisagra (22) están fijados a la plataforma base (25).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PT2016109620 | 2016-09-20 | ||
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES17780887T Active ES2923926T3 (es) | 2016-09-20 | 2017-09-01 | Sistema de seguimiento de paneles solares |
Country Status (2)
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| ES (1) | ES2923926T3 (es) |
| PT (1) | PT3516309T (es) |
-
2017
- 2017-09-01 ES ES17780887T patent/ES2923926T3/es active Active
- 2017-09-01 PT PT177808870T patent/PT3516309T/pt unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PT3516309T (pt) | 2022-07-27 |
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